(57)【要約】【課題】冷媒の二相流自然循環を利用して室内温度を調節し、太陽エネルギーと風力エネルギーを利用して室内の空気循環を駆動し、太陽エネルギーを利用して温水を供給し、光触媒を利用して空気を浄化する、非動力式省エネルギーシステムを提供すること。【解決手段】本発明は、第１の貯水槽と、第１の貯水槽の下側に取り付けられた熱交換器と、第１の貯水槽と熱交換器を連結する第１の管路と、建物内に取り付けられた熱吸収板槽および熱交換器と熱吸収板槽を連結する第２の管路とを有してなる建物用非動力式省エネルギーシステムである。第１の貯水槽には冷却水が入っており、第１の管路は第１の貯水槽と熱交換器の間にあって冷却水を輸送するのに用いる。熱吸収板槽は流体を利用してこの建物内の空気の熱量を吸収し、第２の管路は熱吸収板槽と熱交換器の間で流体を輸送するのに用いる。【選択図】図１
2005147435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物用非動力式省エネルギーシステムであって、
熱交換器と、
第１の貯水槽と、
前記第１の貯水槽と前記熱交換器とを連結し、前記第１の貯水槽内の冷却水を前記第１の貯水槽と前記熱交換器間を輸送する第１の管路と、
前記建物内に取り付けられた、所定の流体を用いて前記建物内の空気の熱量を吸収する熱吸収板槽と、
前記熱交換器と前記熱吸収板槽とを連結し、前記熱吸収板槽と前記熱交換器間を前記流体を輸送する第２の管路とを有してなることを特徴とする建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項２】
前記熱吸収板槽が、前記熱交換器の下側に設けられており、
前記熱交換器が、前記第１の貯水槽の下側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項３】
前記建物の窓に設けられ、前記建物に入る空気を冷却する冷却ユニットをさらに有することを特徴とする請求項１記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項４】
前記冷却ユニットが、前記熱吸収板槽の下側に設けられていることを特徴とする請求項３記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項５】
前記冷却ユニットが、前記建物に入る空気の熱量を吸収する冷却器と、
前記熱吸収板槽と前記冷却器とを連結する第３の管路とを有してなることを特徴とする請求項３記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項６】
前記冷却ユニットが、前記建物に入る空気を浄化する光触媒フィルタおよび／または活性化炭素フィルタを有することを特徴とする請求項５記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項７】
前記建物の地下に設けられた第２の貯水槽と、
前記第２の貯水槽内の冷却水を前記第１の貯水槽に供給する揚水ポンプとをさらに有することを特徴とする請求項１記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項８】
前記第２の貯水槽と前記熱交換器とを連結する第４の管路をさらに有し、
前記揚水ポンプが、前記第４の管路および前記第１の管路を通って前記第２の貯水槽内の前記冷却水を前記第１の貯水槽に供給するものであることを特徴とする請求項７記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項９】
前記建物内に設けられた空気入口と、
前記建物内に設けられた空気出口と、
前記空気入口と前記空気出口とを連結し、前記第１の貯水槽内に設けられた第１の熱交換管とからなる空気循環ユニットをさらに備え、
浮力によって前記空気入口から前記第１の熱交換管に進入した前記建物の中の空気が、前記第１の貯水槽内の冷却水で冷却された後、前記空気出口から前記建物内に流れ込むことを特徴とする請求項１記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項１０】
前記空気循環ユニットが、前記空気入口と前記第１の熱交換管との間に設けられた空気清浄器を備えたことを特徴とする請求項９記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項１１】
前記空気循環ユニットが、前記空気入口と前記第１の熱交換管との間に設けられた太陽エネルギー集熱器を備えたことを特徴とする請求項９記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項１２】
前記太陽エネルギー集熱器が、
熱吸収板と、
前記熱吸収板に連結されたつる巻き線とを有してなるものであることを特徴とする請求項１１記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項１３】
前記空気循環ユニットが、前記太陽エネルギー集熱器と前記第１の熱交換管との間に設けられた温水槽とをさらに有し、
前記温水槽内に、前記太陽エネルギー集熱器によって加熱された空気の熱量を吸収して前記温水槽内の水を加熱する第２の熱交換管が設けられていること特徴とする請求項１１記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項１４】
前記空気循環ユニットが、
前記第１の貯水槽と前記太陽エネルギー集熱器との間に設けられた制御弁と、
前記太陽エネルギー集熱器と前記空気出口との間に設けられたバイパス管路と、
前記バイパス管路上に設けられた第２の制御弁とを備えたことを特徴とする請求項１１記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項１５】
建物用非動力式省エネルギーシステムであって、
前記建物の屋上に設けられた、第１の熱交換管と冷却水を有する第１の貯水槽と、
前記建物内に設けられた、前記建物内の空気を前記第１の熱交換管に導入する空気入口と、
前記建物内に設けられた、前記第１の熱交換管と連結され、前記冷却水で冷却された前記空気を前記建物内に導入する空気出口とを有してなることを特徴とする非動力式省エネルギーシステム。
【請求項１６】
前記空気入口と前記第１の熱交換管との間に、空気清浄器が設けられていることを特徴とする請求項１５記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項１７】
前記空気入口と前記第１の熱交換管との間に、太陽エネルギー集熱器が設けられていることを特徴とする請求項１５記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項１８】
前記太陽エネルギー集熱器が、
熱吸収板と、
前記熱吸収板に連結されたつる巻き線とを有してなるものであることを特徴とする請求項１７記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項１９】
前記太陽エネルギー集熱器と前記第１の熱交換管のとの間に設けられた温水槽をさらに有し、
前記温水槽内に、前記太陽エネルギー集熱器によって加熱された空気の熱量を吸収して温水を供給する第２の熱交換管が設けられていることを特徴とする請求項１７記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【請求項２０】
前記第１の貯水槽と前記太陽エネルギー集熱器との間に設けられた第１の制御弁と、
前記太陽エネルギー集熱器と前記空気出口との間に設けられたバイパス管路と、
前記バイパス管路上に設けられた第２の制御弁とを有することを特徴とする請求項１７記載の建物用非動力式省エネルギーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非動力式省エネルギーシステム、特に冷媒の二相流自然循環を利用して室内温度を調節し、太陽エネルギーと風力エネルギーを利用して室内の空気循環を駆動し、太陽エネルギーを利用して温水を供給し、光触媒を利用して空気を浄化する非動力式省エネルギーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
７０年代に起きたエネルギー危機は、建物に使用される伝統的燃料に代わって、太陽エネルギーによる加熱を利用することを人々に思いつかせ、さらに動力式（ａｃｔｉｖｅ）太陽エネルギー加熱システムの発展を促した。１９７８年になって、外部動力の供給を必要としない非動力式（ｐａｓｓｉｖｅ）冷却システムが研究されるようになった。近年、非動力式冷却技術が重視される主な原因は、猛暑の夏のピーク時に電力需要がたびたび記録を更新し、空気冷却空調（以下空冷空調という）で使用される電力量負荷が大きくなったことである。ピーク時の電力使用の抑制は、消費者の電気料金支出を減らし、発電予備容量の投資を低減させることができると共に、長期的なエネルギー対策においても重要である。非動力式冷房システムまたは低エネルギー冷房システム（ｌｏｗ  ｅｎｅｒｇｙ  ｃｏｏｌｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）を普及させ、空冷空調に対する需要を減らし、エネルギーを節省すると共に熱い室内空気の排出を低減することが希望されている
建物の省エネルギー設計の目標は、自然換気によって室内に快適な空気の環境を提供すると共に、建物の冷房または暖房のエネルギー消費需要をできるだけ低減することである。従来、建物内への太陽光の輻射を減少する技術や、太陽エネルギーを利用して換気を行う空調技術や、太陽エネルギーを利用して温水を供給する技術や、地下をヒートシンク（ｈｅａｔ  ｓｉｎｋ）とする地下冷却（ｇｒｏｕｎｄ  ｃｏｏｌｉｎｇ）技術などの建物用省エネルギー技術が省エネルギーシステムに利用されている。
【０００３】
上記に省エネルギー技術についてはすでに多くの特許文献で開示されている。例えば、特許文献１には屋根式空気循環システムが開示されており、特許文献２には壁式空気予熱器が開示されており、特許文献３には太陽エネルギー温水供給システムが開示されており、特許文献４には太陽光ヒートパイプ式熱交換器が開示されており、特許文献５には地下管路に太陽エネルギーを蓄熱する省エネルギーシステムが開示されている。
【特許文献１】ＷＯ９，６２５，６３２
【特許文献２】ＵＳ４，９３４，３３８
【特許文献３】ＵＳ４，４１８，６１８
【特許文献４】ＵＳ２００３／００３７９０７  Ａ１
【特許文献５】ＵＳ４，３７３，５７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の技術を建物の省エネルギーと空調に広く応用するには、下記のように多くの欠点があり、改善されることが要望されている。
【０００５】
１．地下冷却式省エネルギーシステムは、屋外の空気を地下管路を経由させ、その温度を地下の温度に近付けてから建物の換気システムに導入して室内の温度を調節することによって、冷房（夏季）または暖房（冬季）に必要な空調用エネルギーを減らすことを図るものである。このシステムは、建物の建築時に予め地下深く膨大な量の地下管路（冷却管路または予熱管路）を埋設しておく必要があり、建設工事量が膨大であると共に、構造が複雑で、点検修理が難しい。そのため、建設資金の回収は長期になるという問題がある。
【０００６】
２．従来の省エネルギーシステムは、建物の設計時にそのシステムを建物の全体計画に盛り込み、建物の建築の順序に合せて取付けを行わなければならない。既存の建物に省エネルギーシステムを加える場合には、取付けが困難であると共に、コストアップの問題もある。
【０００７】
３．従来の省エネルギーシステムのユニットは、モジュール化設計されていないため、多様な設計の既存の建物の夏季冷房または冬季暖房のエネルギー消費を低減させるためにそれを応用普及させるのは容易ではない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単かつ便利に建物の省エネルギーを図ることができる省エネルギーシステムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明が開示する建物用非動力式省エネルギーシステムは、第１の貯水槽と、第１の貯水槽の下側に取り付けられた熱交換器と、第１の貯水槽と熱交換器を連結する第１の管路と、建物内に取り付けられた熱吸収板槽および熱交換器と熱吸収板槽を連結する第２の管路とを含む、建物用非動力式省エネルギーシステムである。第１の貯水槽には冷却水が入っており、第１の管路は第１の貯水槽と熱交換器の間にあって冷却水を輸送するのに用いる。熱吸収板槽は流体を利用してこの建物内の空気の熱量を吸収し、第２の管路は熱吸収板槽と熱交換器の間で流体を輸送するのに用いる。
【００１０】
熱吸収板槽内の流体が建物内の空気の熱量を吸収し、蒸発して蒸気になると、浮力によって第２の管路を通って熱交換器の復水管に流れる。その後、蒸気は熱交換器内の冷却水で凝縮して液体になり、再び重力によって第２の管路を通って熱吸収板槽に回流する。熱交換器内の冷却水は蒸気の熱量を吸収すると密度が小さくなるため、浮力によって第１の管路を通って第１の貯水槽に送られる。そのため第１の貯水槽は第１の管路を通って熱交換器に必要な冷却水を継続的に供給できる。
【発明の効果】
【００１１】
従来の技術と比較すると、本発明は下記の長所を有する。
【００１２】
１．本発明の非動力式省エネルギーシステムは、建物既存の貯水設備を利用できるため、この非動力式省エネルギーシステムの建設工事は簡略化し、効果的にコストダウンを図ることができる。
【００１３】
２．本発明は太陽エネルギー集熱板を利用して空気を加熱し、太陽光で光触媒材料を照射させて空気を浄化し、温水槽で太陽エネルギーを吸収し、貯水槽で空気を冷却するため、太陽エネルギーを有効利用して室内空気を浄化して快適にし、動力を消費せずに室内に温水を提供できる。
【００１４】
３．本発明の非動力式省エネルギーシステムを構成するユニットはすべてモジュール化設計でき、また柔軟に組み合わせて、多様な既存建物に取り付けることができ、さらにこれから建設する大型建物にこのシステムを一体化計画設計することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の非動力式省エネルギーシステム１０の説明図である。図１に示すように、非動力式省エネルギーシステム１０は建物２０に作られ、第１の貯水槽６００と、第１の貯水槽６００の下側に取り付けられた熱交換器３００と、第１の貯水槽６００と熱交換器３００を連結する第１の管路６１０と、建物内に取り付けられた熱吸収板槽２００および熱交換器３００と熱吸収板槽２００を連結する第２の管路２５０とを含む。
【００１６】
第１の貯水槽６００には冷却水が入っており、第１の管路６１０は第１の貯水槽６００と熱交換器３００の間にあって冷却水を輸送することができる。熱交換器３００には復水管３２０があり、さらに復水管３２０は冷却水によって覆われている。熱吸収板槽２００は熱交換器３００の下側に取り付けられ、さらに流体（例えば冷媒）が入っており、建物２０内の空気の熱量を吸収するのに用いる。冷媒のある特定圧力の沸点は室内の人々に快適と感じる温度（例えば２７℃）である。また、環境保全基準に適合し、オゾン層破壊を減らすために、冷媒はＲ−２５、Ｒ−３２、Ｒ−１２５、Ｒ−１３４ａの中から選択し、さらに適当な割合で混合して作ることができる。冷媒は空気の熱量を吸収し、蒸発して蒸気になると、浮力によって第２の管路２５０を通って自然に復水管３２０に流れる。その後、蒸気は熱交換器３００内の冷却水で凝縮して液体になり、再び重力によって自然に第２の管路２５０を通って熱吸収板槽２００に送られる。
【００１７】
非動力式省エネルギーシステム１０はさらに、熱吸収板槽２００の下側の窓１２１上に取り付け、建物２０に入った空気を冷却するのに用いる、冷却ユニット１００を有することができる。冷却ユニット１０は、冷却器１４０と、熱吸収板槽２００と冷却器１４０を連結する第３の管路１５０とを含む。第３の管路１５０は熱吸収板槽２００と冷却器１４０の間で冷媒を輸送するのに用いる。冷却器１４０の中の冷媒は建物２０に入る空気の熱量を吸収し、蒸発して蒸気になり、さらに浮力によって自然に第３の管路１５０を通って熱吸収板槽２００に送られる。その後、引き続き建物２０内の空気の熱量を吸収できるように、熱吸収板槽２００内の液体冷媒は重力によって自然に第３の管路１５０を通って冷却器１４０に回流する。このほかに、冷却ユニット１００はさらに光触媒フィルタ１２２と活性化炭素フィルタ１２３を含むことができ、建物２０に入る空気を浄化するのに用いる。冷却器１４０と、第３の管路１５０と、熱吸収板槽２００と、第２の管路２５０および熱交換器３００の復水管３２０内に入っている冷媒は、二相流自然循環を構成し、建物２０内に入る空気を冷却する。
【００１８】
本発明の非動力式省エネルギーシステム１０はさらに、建物２０の地下に取り付けられた第２の貯水槽１１と、第２の貯水槽１１と熱交換器３００を連結する第４の管路１３および揚水ポンプ１２とを有することができる。揚水ポンプ１２は第４の管路１３と第１の管路６１０を通って水を第２の貯水槽１１から第１の貯水槽６００に送ることができる。地下のヒートシンク効果により、第２の貯水槽１１の水温は第１の貯水槽６００の水温より低いため、本発明は第２の貯水槽１１によって第１の貯水槽６００に必要な冷却水を提供できる。
【００１９】
一般的にいうと、建物２０の屋上には水道塔または消防用水槽があり、またその地下には地下貯水池がある。本発明は、屋上の水道塔または消防用水槽を第１の貯水槽６００として使用し、さらに地下貯水池を第２の貯水槽１１として使用することができる。従って、非動力式省エネルギーシステム１０は、建物２０の既存の貯水施設を利用して建物２０の用水を供給できる。第１の貯水槽６００は建物２０に絶えず民生用水を供給し、また戸外の給水システムは第１の貯水槽６００まで水を継続的に補充して設定水位を維持でき、第１の貯水槽６００内の冷却水が絶えず更新されるため、室内の熱量を吸収して第１の貯水槽６００の水温が高くなり過ぎることはない。本発明は、第１の貯水槽６００の水温によって室内温度を調節することにより、冷房（夏季）または暖房（冬季）に必要な空気調節エネルギーを低減させる。
【００２０】
本発明の非動力式省エネルギーシステム１０はさらに、第１の貯水槽６００内に取り付けられた第１の熱交換管６２０と、建物２０内に取り付けられ、さらに第１の熱交換管６２０と連結されている空気入口３６０と、建物２０内に取り付けられ、さらに第１の熱交換管６２０と連結されている空気出口３８０とを含む、空気循環ユニットを有することができる。建物２０内の空気は、熱い空気が上に上昇する浮力によって空気入口３６０を通って第１の熱交換管６２０に流れ、さらに第１の貯水槽６００内の冷却水で冷却された後、重力によって空気出口３８０を通って建物２０内に流れることにより、温度の比較的低い冷たい空気を提供する。建物２０内の空気の質を改善するために、空気循環ユニットはさらに、空気入口３６０と第１の熱交換管６２０の間に空気清浄器４８０を有することができる。
【００２１】
このほかに、空気循環ユニットはさらに、空気入口３６０と第１の熱交換管６２０の間に取り付ける太陽エネルギー集熱器４００を有することができる。太陽エネルギー集熱器４００は通過して流れる空気を加熱し、空気の密度を小さくしてその浮力を上げることにより、建物２０内の空気循環を加速化することができる。さらに、空気循環ユニットはさらに、太陽エネルギー集熱器４００と第１の熱交換管６２０の間に取り付けられた温水槽５００および温水槽５００内に取り付けられた第２の熱交換管５２０を有することができる。温水槽５００内の水は、第２の熱交換管５２０によって太陽エネルギー集熱器４００によって加熱された空気の熱量を吸収し、さらに温水槽５００の出口５５０を通って建物２０内の民生用に必要な温水を提供することができる。
【００２２】
空気循環ユニット内の空気の流れる方向は、まず仰角方向に上昇し、空気清浄器４８０を離れた後、俯角方向に変わり、下に傾斜する。熱い空気はまず温水槽５００に入り、さらに下側の第２の熱交換管５２０を通り、この部分で熱量が温水槽５００の水に吸収される。次に空気は再び下側の第１の貯水槽６００に入り、さらに第１の熱交換管６２０を通り、この部分で熱量が第１の貯水槽６００内の冷却水に吸収されてから、空気出口３８０を通って室内に入る。空気循環ユニット内で流動する空気は、太陽エネルギーの熱量を吸収するために温度が上がり、密度が小さくなって上へ流動する。次に温水槽５００と第１の貯水槽６００の二次冷却を経た後、空気の温度が下がり、密度が大きくなって下へ流動し、太陽エネルギーによる室内空気自然循環駆動システムを構成する。
【００２３】
第１の熱交換管６２０と第２の交換管５２０の設計準則は、比較的大きい放熱面積、比較的高い熱伝導効果と比較的小さい空気流動抵抗である。この準則に基づいて設計された熱交換ユニットの空気流路は、最適の空気と水の熱伝導効果を得るために、円形、楕円形、四角形、板状などのいずれでもよく、また空気流路の管壁の外に各種形状と各種配列の放熱フィンを付けても、また空気流路の管壁に各種方式の熱管または微熱管を差し込んでもよい。第１の貯水槽６００に入る冷却水は、重力によって底の方に沈み、底の冷却水は第１の熱交換ユニット６２０を通過した空気の熱量を吸収するか、または熱交換器３００より熱吸収板槽２００からの室内の熱量を吸収することができる。熱量を吸収した水は温度が上昇して上へ流動して水面に達し、さらに管路５１０を通って温水槽５００で必要な温水を提供する。第１の貯水槽６００の底には出水口６５０があり、室内で必要な冷水を供給できる。
【００２４】
日照量不足の時は、循環する空気の流量を増やすために、ファン６４３を起動して室内に入る空気流量を増やすことができる。その効用は太陽エネルギー集熱器４００の太陽エネルギー吸収効率を高め、温水槽５００の太陽エネルギー吸収効率を高め、第１の貯水槽６００の空気冷却効率を高めることである。日照量が十分または自然循環換気の流量が十分の時は、ファン６４３の運転を停止し、空気が自然循環の流量で室内に入るようにする。
【００２５】
本発明の空気循環ユニットは、温水槽５００を離れた熱い空気のその後の流れ方向を制御することにより、季節の変化に応じて冷気または暖気を室内に提供する。空気循環ユニットはさらに、第１の貯水槽６００と太陽エネルギー集熱器４００の間に取り付けられる制御弁５４０と、第１の貯水槽６００と太陽エネルギー集熱器４００の間に取り付けられるバイパス管路５３０およびバイパス管路５３０上に取り付けられる第２の制御弁５４１を有することができる。猛暑の天気で冷たい空気を室内に入れる必要がある時は、第１の制御弁５４０を開いて第２の制御弁５４１を閉じることにより、温水槽５００を離れた熱い空気が第１の貯水槽６００を通って冷たい空気に冷却された後、再び室内に入れるようにする。寒冷な天気で暖かい空気を室内に入れる必要がある時は、第１の制御弁５４０を閉じて第２の制御弁５４１を開くことにより、温水槽５００を離れた熱い空気が第１の貯水槽６００を迂回して直接室内に入り暖かい空気を提供できるようにする。
【００２６】
図２は本発明の冷却ユニット１００の側面図である。図２が示すように、冷却ユニット１００は窓１２１の上に設置され、光触媒フィルタ１２２と、活性化炭素フィルタ１２３および冷却器１４０を含む。光触媒フィルタ１２２は、光触媒材料を含んだ繊維を網状に編まれたもので、光の照射下で酸化威力の強い水酸化物遊離基を形成して、人体に有害な汚染物質（例えば、細菌、ウィルス、ダニ、油汚れ、一酸化炭素など）を接触分解または除去することができる。比較的よい光触媒材料は、ナノメートル粒径の酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ナノメートル粒径の酸化チタン（ＴｉＯ２）、ナノメートル粒径の金、ナノメートル粒径の銀などであり、光触媒材料の粒径が１０ナノメートル以下であれば一層効果がよい。活性化炭素フィルタ１２３は、活性化炭素繊維（ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ）で編まれたものであり、その働きは空気のにおいと特性物質を吸着することであり、通気性がよく、吸着層が薄く、吸着効率が高い、低コストという長所を有する。
【００２７】
図３は図２のＡ−Ａ断面線の断面図である。図３が示すように、冷却器１４０は複数個の菱形の冷却管路１４１と熱量を吸収する冷媒１４５を含む。冷却管路１４１の上部は集流管１４２に連結され（図２に示すとおり）、集流管１４２はさらに第３の管路１５０によって熱吸収板槽２００の底に連結されている。冷却器１４０内の冷媒１４５は高温空気の熱量を吸収して沸騰し、蒸気を発生し、その蒸気は浮力によって上昇して熱吸収板槽２００に入る（図１に示すとおり）。熱吸収板槽２００内の液体冷媒は重力によって冷却器１４０に戻り、二相流自然循環を形成し、戸外の空気の熱量を熱吸収板槽２００に伝達し、さらに熱交換器３００を通って第１の貯水槽６００に送る。
【００２８】
図４は本発明の熱交換器３００の透視図である。図４に示すように、熱交換器３００の内部は冷却水３３０が満杯まで入れられ、復水管３２０は熱交換器３００内に取り付けられ、さらに冷却水３３０に覆われている。熱交換器３００の機能は、復水管３２０内の気体冷媒を凝縮して液体にすることである。熱交換器３００内の冷却水３３０は復水管３２０の管壁３２２を通って熱量を吸収した後、再び水の自然循環によって熱量を上側の第１の貯水槽６００まで伝達する。
【００２９】
図５は本発明の復水管３２０の断面図である。復水管３２０の設計準則は、比較的大きい熱伝導面積、比較的低い製造コストと凝縮後の液体が重力によって熱吸収板槽２００に回流できることである（図１に示すとおり）。図５に示すように、復水管内の蒸気３２８が管壁３２２と接触すると、凝縮して液膜３２７となり、さらに重力によって下方向に流動する。復水管３２０の外の冷却水３３０は蒸気３２８の熱量を熱吸収板槽して温度が上がり、密度も小さくなり、さらに浮力によって第１の管路６１０を通って上側の第１の貯水槽６００に流れ込む。第１の貯水槽６００内の冷却水３３０は、比較的大きい密度があるために重力によって熱交換機器３００に流れ込む。従って、本発明は、水の自然循環によって室内の熱量を第１の貯水槽６００に伝達する。
【００３０】
図６は本発明の太陽エネルギー集熱器４００の説明図である。図６に示すように、太陽エネルギー集熱器４００は、トップカバー４０２と、熱吸収板４０５と、熱吸収板４０５に連結されているつる巻き線４１５を含む。太陽エネルギー集熱器４００のトップカバー４０２は、ガラス板または透明板で構成され、熱吸収板４０５は黒色金属板で構成され、効果的に太陽エネルギーを吸収できるようにしている。トップカバー４０２と熱吸収板４０５の間に集熱空間４０３が存在し、熱吸収板４０５の下側には空気流路４１１がある。空気入口３６０からの空気が太陽エネルギー集熱器４００の入口４０１に入り、入口の空間４１０を通った後、つる巻き線４１５内の空気流路４１１に流れ、そこでつる巻き線４１５で加熱されて熱い空気になる。熱い空気は出口空間４１２を通って集まった後、再び太陽エネルギー集熱器４００の出口４１３から流出する。
【００３１】
太陽エネルギー集熱器４００のつる巻線４１５は空気流路４１１の上部と下部と接触している。つる巻き線４１５の主な機能は、その高い熱伝導特性により、熱吸収板４０５の高温を高効率で空気流路４１１の下部に伝達し、空気流路４１１内での空気の温度分布を比較的均一にし、吸収する太陽エネルギーを増やすことである。もう１つの機能は、空気がつる巻き線４１５内部の空気流路４１１を通過する時に、つる巻き線４１５の幾何学的形状が空気の回転渦をつくり、空気の動きを加速化することにより、空気の熱吸収能力を高めることである。つる巻き線４１５の設計準則は、以下のとおりである。即ち、材料が高熱伝導率と耐腐食（例えば銅、アルミニウム、ステンレスなど）特性がなければならない。巻き線の外形は違う形状を採用してもよい（例えば円柱状、四角柱状、帯状など）。つる巻き線４１５の外径は空気通路の上部と下部にかなり密着して接触し、さらにその中空軸が空気流路４１１と方向が平行でなければならない。
【００３２】
図７は本発明の空気清浄器４８０の説明図である。図７が示すように、空気清浄器４８０の外層は透明なケース４８３であり、内層は透明管４８２であり、内外層の間は集熱する空気である。透明管４８２内には空気流動方向と平行に配列した繊維織り壁４８１が取り付けてあり、それぞれの繊維織り壁４８１の間は空気通路４８５である。通常、透明管４８２内の空気通路４８５の空気流動断面積の総和は、空気清浄器４８０に入る管路の流動断面積より大きくすることにより、空気が空気清浄器４８０を通る時の抵抗を少なくしなければならない。繊維織り壁４８１の構成材料には、活性化炭素繊維と光触媒材料が含まれる。太陽光はケース４８３と管４８２を透過して直接繊維織り壁４８１まで照射し、空気通路４８５内で酸化威力の強い水酸化物遊離基を形成することにより、空気中の人体に有害なすべての物質を接触分解、除去できるようにする。
【００３３】
従来の技術と比較すると、本発明は下記の長所を有する。
【００３４】
１．本発明の非動力式省エネルギーシステムは、建物既存の貯水設備を利用できるため、この非動力式省エネルギーシステムの建設工事を簡略化し、効果的にコストダウンを図ることができる。
【００３５】
２．本発明は太陽エネルギー集熱板を利用して空気を加熱し、太陽光で光触媒材料を照射させて空気を浄化し、温水槽で太陽エネルギーを吸収し、貯水槽で空気を冷却するため、太陽エネルギーを有効利用して室内空気を浄化して快適にし、エネルギーを消費せずに室内に温水を提供できる。
【００３６】
３．本発明の非動力式省エネルギーシステムを構成するユニット（例えば、冷却ユニット、太陽エネルギー集熱器、熱吸収板槽、熱交換器など）はすべてモジュール化設計でき、また柔軟に組み合わせて、多様な既存建物に取り付けることができるし、これから建設する大型建物にこのシステムを一体化計画設計することが、可能である。
【００３７】
本発明の技術内容と技術的特徴は上記に開示した通りであるが、当分野の技術者は、本発明の教示と開示を基に、本発明の精神から外れないさまざまな代替と修飾を行うことが可能である。従って、本発明の保護範囲は、実施例で開示したものに限るべきではなく、本発明から外れないさまざまな代替と修飾を含むべきであり、さらに本発明の特許請求の範囲に網羅されていなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の非動力式省エネルギーシステムの概略図
【図２】本説明の冷却ユニットの側面図
【図３】図２のＡ−Ａ断面線に沿った断面図
【図４】本発明の熱交換器の透視図
【図５】本発明の凝縮管の断面図
【図６】本発明の太陽エネルギー集熱器の概略図
【図７】本発明の空気清浄器の概略図
【符号の説明】
【００３９】
１０  非動力式省エネルギーシステム
１１  第２の貯水槽
１２  揚水ポンプ
１３  第４の管路
２０  建物
１００  冷却ユニット
１２１  窓
１２２  光触媒フィルタ
１２３  活性化炭素フィルタ
１４０  冷却器
１４１  冷却管路
１４２  集流管
１４５  冷媒
１５０  第３の管路
２００  熱吸収板槽
２５０  第２の管路
３００  熱交換器
３２０  復水管
３２２  管壁
３２７  液膜
３２８  蒸気
３３０  冷却水
３６０  空気入口
３８０  空気出口
４００  太陽エネルギー集熱器
４０１  入口
４０２  トップカバー
４０３  集熱空間
４０５  熱吸収板
４１０  入口空間
４１１  空気流路
４１２  出口空間
４１３  出口
４１５  つる巻き線
４８０  空気清浄器
４８１  繊維織り壁
４８２  透明管
４８３  透明ケース
４８５  空気通路
５００  温水槽
５１０  管路
５２０  第２の熱交換管
５３０  バイパス管路
５４０  第１の制御弁
５４１  第２の制御弁
５５０  温水槽出口
６００  第１の貯水槽
６１０  第１の管路
６２０  第１の熱交換管
６４３  ファン
６５０  第１の貯水槽出口
【図１】
2005147435.tif 000003
【図２】
2005147435.tif 000004
【図３】
2005147435.tif 000005
【図４】
2005147435.tif 000006
【図５】
2005147435.tif 000007
【図６】
2005147435.tif 000008
【図７】
2005147435.tif 000009